專利名稱：一種冷作模具中的半埋藏裂紋復(fù)合修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬表面裂紋的修復(fù)方法，尤其涉及一種冷作模具中的半埋藏紋復(fù)合修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
冷作模具鋼多屬于高碳鋼，其在實(shí)際生產(chǎn)中非常容易出現(xiàn)半埋藏裂紋，尤其是對于尺寸較大、形狀復(fù)雜、加工精度高的冷作模具，經(jīng)常因出現(xiàn)表面半埋藏裂紋而報廢，這就會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，半埋藏紋如不及時修復(fù) ，裂尖在原始裂紋基礎(chǔ)上迅速失穩(wěn)擴(kuò)展而破壞整個冷作模具。對于冷作模具中的半埋藏紋由于裂紋較深，無法打磨掉，目前主要是應(yīng)用工程應(yīng)用堆焊技術(shù)直接對裂紋處堆焊修復(fù)，這種堆焊修復(fù)的方法在實(shí)際應(yīng)用時會引起半埋藏裂紋裂尖的分叉和擴(kuò)展，而退火后再焊接也難免在裂尖處產(chǎn)生二次裂紋，造成堆焊修復(fù)的失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種不僅止裂效率高，修復(fù)效果好，提高模具的性能及使用壽命，而且工藝簡單，實(shí)施方便，節(jié)約能源，降低成本的冷作模具中的半埋藏裂紋復(fù)合修復(fù)方法。本發(fā)明主要是對帶有半埋藏裂紋的冷作模具先進(jìn)行超強(qiáng)脈沖放電止裂，鈍化半埋藏裂紋裂尖，再進(jìn)行鎢極氬弧焊修復(fù)，其技術(shù)方案如下，包括以下步驟
a.將帶有半埋藏裂紋的冷作模具表面用丙酮和酒精等作清洗處理，主要是要對模具上油污以及表面氧化物進(jìn)行清理；
b.清洗處理完成后，將冷作模具固定在脈沖放電裝置上，并且冷作模具的半埋藏裂紋面垂直于脈沖放電裝置的放電電流方向；
c.在垂直于冷作模具的半埋藏裂紋面方向上施加脈沖電流，要根據(jù)裂紋尺寸和冷作模具的材料制定脈沖放電止裂方案，并且確定放電電壓和放電時間，其中優(yōu)選的脈沖放電電壓為300V 30000V，放電時間為Iii s 1000 ms ；
d.止裂完成后，用鎢極氬弧焊對半埋藏裂紋進(jìn)行堆焊修復(fù)，要根據(jù)冷作模具的材料確定鎢極氬弧焊的工藝參數(shù)，優(yōu)選的鎢極氬弧焊工藝參數(shù)為焊絲直徑I 4mm、電壓8 16V、保護(hù)氣流量4 16L. min-1、電流30 180A、噴嘴直徑I. 0 4. 5mm，堆焊修復(fù)后去除周圍的焊渣；
e.對焊口及堆焊內(nèi)部進(jìn)行表面磁粉探傷，磁粉探傷時，要根據(jù)冷作模具材料的磁化曲線，選擇磁感應(yīng)強(qiáng)度為80%磁飽和強(qiáng)度時所對應(yīng)的磁場強(qiáng)度，一般模具表面的磁場強(qiáng)度為2400 4800 (A/m)，采用連續(xù)磁化法，便可滿足要求；
f.在確保模具裂尖焊口附近及堆焊內(nèi)部無裂紋等缺陷的情況下，用磨光機(jī)進(jìn)行粗加工，再通過細(xì)砂輪修模，以保證模具表面光潔度和尺寸公差。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、利用脈沖放電實(shí)現(xiàn)半埋藏裂紋尖端鈍化，從而達(dá)到止裂的效果，再利用鎢極氬弧焊進(jìn)行堆焊修復(fù)，可提高冷作模具的性能以及使用壽命；
2、采取脈沖放電止裂與鎢極氬弧焊堆焊修復(fù)的方式，避免了傳統(tǒng)堆焊工藝修復(fù)后模具易出現(xiàn)夾渣、氣孔、裂痕等缺陷的問題；
3、修復(fù)效果好，可滿足模具在生產(chǎn)過程中復(fù)雜工況下長時間持續(xù)生產(chǎn)的要求；
4、修復(fù)工藝簡單，實(shí)施操作方便，節(jié)約生產(chǎn)能源，降低生產(chǎn)及維修成本。


圖I為實(shí)施例I中帶有半埋藏裂紋冷作模具裂尖止裂前的形狀示意圖。
圖2為實(shí)施例I中帶有半埋藏裂紋冷作模具裂尖止裂后的形狀示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I
以如圖I所示的帶有半埋藏裂紋的9Cr2凹模為例，首先對9Cr2凹模表面用丙酮和酒精進(jìn)行清洗處理，去除模具上的油污以及表面氧化物；清洗處理完成后，將模具固定在脈沖放電裝置上，并且模具的裂紋面垂直于脈沖放電裝置的放電電流方向，根據(jù)9Cr2凹模的材料及裂紋的尺寸，設(shè)置完成脈沖放電電壓為4800V，放電時間為30// S，然后在垂直于模具的裂紋面方向上施加脈沖電流，可以發(fā)現(xiàn)模具裂尖變成更大的圓形，且其邊緣光滑完整，如圖2所示；放電止裂后，根據(jù)9Cr2凹模的材料厚度選擇工藝參數(shù)為焊絲直徑2. 5mm,電壓15V,保護(hù)氣體流量15 L. min-1,電流130A，噴嘴直徑3. Omm的鎢極氬弧焊，并對模具的半埋藏裂紋進(jìn)行堆焊修復(fù)；堆焊修復(fù)后去除周圍的焊渣；然后對模具表面施加4000 (A/m)的磁場強(qiáng)度進(jìn)行磁粉探傷，在確保裂尖焊口附近及堆焊內(nèi)部無裂紋等缺陷的情況下，用磨光機(jī)進(jìn)行粗加工，再通過細(xì)砂輪修模，以保證模具表面光潔度和尺寸公差。實(shí)施例2
以帶有半埋藏裂紋的GCrl5鋼擠壓凸模為例，首先對GCrl5鋼擠壓凸模表面用丙酮和酒精進(jìn)行清洗處理，去除模具上的油污以及表面氧化物；清洗處理完成后，將模具固定在脈沖放電裝置上，并且模具的裂紋面垂直于脈沖放電裝置的放電電流方向，根據(jù)GCrl5鋼擠壓凸模的材料及裂紋的尺寸，設(shè)置完成脈沖放電電壓為5000V，放電時間為15US，然后在垂直于模具的裂紋面方向上施加脈沖電流，可以發(fā)現(xiàn)模具裂尖變成更大的圓形，且其邊緣光滑完整；放電止裂后，根據(jù)GCrl5鋼擠壓凸模的材料厚度選擇工藝參數(shù)為焊絲1.6mm;電壓12V ;保護(hù)氣體流量15 L mirT1 ；電流90A ;噴嘴直徑3. Omm的鎢極氬弧焊，并對模具的半埋藏裂紋進(jìn)行堆焊修復(fù)；堆焊修復(fù)后去除周圍的焊渣；然后對模具表面施加4800 (A/m)的磁場強(qiáng)度進(jìn)行磁粉探傷，在確保裂尖焊口附近及堆焊內(nèi)部無裂紋等缺陷的情況下，用磨光機(jī)進(jìn)行粗加工，再通過細(xì)砂輪修模，以保證模具表面光潔度和尺寸公差。實(shí)施例3
以帶有半埋藏裂紋的GCrl5鋼制冷沖凹模為例，首先對GCrl5鋼制冷沖凹模表面用丙酮和酒精進(jìn)行清洗處理，去除模具上的油污以及表面氧化物；清洗處理完成后，將模具固定在脈沖放電裝置上，并且模具的裂紋面垂直于脈沖放電裝置的放電電流方向，根據(jù)GCrl5鋼制冷沖凹模的材料及裂紋的尺寸，設(shè)置完成脈沖放電電壓為12000V，放電時間為50// S，然后在垂直于模具的裂紋面方向上施加脈沖電流，可以發(fā)現(xiàn)模具裂尖變成更大的圓形，且其邊緣光滑完整；放電止裂后，根據(jù)GCrl5鋼制冷沖凹模的材料厚度選擇工藝參數(shù)為焊絲I.8mm ；電壓12V ;保護(hù)氣體流量13 L mirT1 ；電流80A ;噴嘴直徑3. Omm的鎢極氬弧焊，并對 模具的半埋藏裂紋進(jìn)行堆焊修復(fù)；堆焊修復(fù)后去除周圍的焊渣；然后對模具表面施加3500(A/m)的磁場強(qiáng)度進(jìn)行磁粉探傷，在確保裂尖焊口附近及堆焊內(nèi)部無裂紋等缺陷的情況下，用磨光機(jī)進(jìn)行粗加工，再通過細(xì)砂輪修模，以保證模具表面光潔度和尺寸公差。
權(quán)利要求
1.一種冷作模具中的半埋藏裂紋復(fù)合修復(fù)方法，其特征是技術(shù)方案如下，包括以下步驟 a.將帶有半埋藏裂紋的冷作模具表面作清洗處理； b.清洗處理完成后，將冷作模具固定在脈沖放電裝置上，并且冷作模具的半埋藏裂紋面垂直于脈沖放電裝置的放電電流方向； c.在垂直于冷作模具的半埋藏裂紋面方向上施加脈沖電流，要根據(jù)裂紋尺寸和冷作模具的材料制定脈沖放電止裂方案，并且確定放電電壓和放電時間； d.止裂完成后，用鎢極氬弧焊對半埋藏裂紋進(jìn)行堆焊修復(fù)，要根據(jù)冷作模具的材料確定鎢極氬弧焊的工藝參數(shù)，堆焊修復(fù)后去除周圍的焊渣； e.對焊口及堆焊內(nèi)部進(jìn)行表面磁粉探傷，要根據(jù)冷作模具材料的磁化曲線，選擇磁感應(yīng)強(qiáng)度為80%磁飽和強(qiáng)度時所對應(yīng)的磁場強(qiáng)度，采用連續(xù)磁化法，便可滿足要求； f.探傷后，用磨光機(jī)對模具進(jìn)行粗加工，再通過細(xì)砂輪修模。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷作模具中的半埋藏紋復(fù)合修復(fù)方法，其特征是放電裝置的脈沖放電電壓為300V 30000V，放電時間為Iii s 1000 ms。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的冷作模具中的半埋藏裂紋復(fù)合修復(fù)方法，其特征是鎢極氬弧焊的工藝參數(shù)為焊絲直徑I 4mm、電壓8 16V、保護(hù)氣流量4 16L. min-1、電流30 180A、噴嘴直徑I. 0 4. 5_。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冷作模具中的半埋藏裂紋復(fù)合修復(fù)方法，其特征是對焊口及堆焊內(nèi)部進(jìn)行表面磁粉探傷，模具表面的磁場強(qiáng)度為2400 4800 (A/m)。
全文摘要
一種冷作模具中的半埋藏裂紋復(fù)合修復(fù)方法，將帶有半埋藏裂紋的冷作模具表面作清洗處理，將冷作模具固定在脈沖放電裝置上，在垂直于冷作模具的裂紋面方向上施加脈沖電流，用鎢極氬弧焊對半埋藏裂紋進(jìn)行堆焊修復(fù)，堆焊修復(fù)后去除周圍的焊渣，對焊口及堆焊內(nèi)部進(jìn)行表面磁粉探傷，采用連續(xù)磁化法，探傷后，用磨光機(jī)對模具進(jìn)行粗加工，再通過細(xì)砂輪修模。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有止裂效率高，修復(fù)效果好，提高模具的性能及使用壽命，工藝簡單，實(shí)施方便，節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B23K9/167GK102744551SQ20121019621
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者付宇明, 劉會瑩, 樊金開, 鄭麗娟, 韓曉娟 申請人:燕山大學(xué)